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感受3D工业打印:探全球最大3D打印机发明者姚山教授和史玉升团队

  近日,记者来到大连理工大学教育部重点实验室,走近世界领先的激光3D打印机。

  这台方方正正的庞然大物,正按照计算机的指令进行作业,激光光束快速扫描、切割,一个船舶推进器的叶片已具雏形。一直坚持3D打印技术科研攻关11年的大连理工大学材料学院姚山教授介绍,经过10多年的反复实验,他们已对该技术涉及的成型原理、材料特性、机械结构、控制系统、软件系统进行了系统论证。

                                                            3D打印机打印出来的产品及铸造出的零部件

  工作人员向机器倒入铸造用的覆膜砂子,姚山说,“这种打印材料就是铸造模具所用的细砂和树脂,树脂是粘结剂。只需打印设计零件的每一层轮廓线,使轮廓线上砂子的覆膜树脂碳化失效,再按照常规方法在180℃加热炉内将打印过的砂子加热固化和处理剥离,就可以得到原型件或铸模。整个打印过程可能需要一到两天时间。”

  3D打印机所用的材料是细砂子,准备打印前,工作人员正在筛分砂子投料。

  据介绍,这种3D打印技术与铸造模具工艺相结合,将原本需几个月的制造流程缩短到2—3周以内。“目前其他地方的3D打印技术采用材料多为树脂,所打印出来的产品也多为小型日用品,而且耗材比较昂贵。而基于轮廓失效的激光3D打印法,无需专用定制材料,利用常用的铸造覆膜砂子作为加工原料,成本很低,使用的每吨细砂才1000多元。这种打印方法已获得两项国家发明专利。”

  姚山教授(前)和他的团队通过计算机操控3D打印机

  目前,姚山率领的技术开发团队正在与企业进行合作,在工程轮胎模具、汽车冲压模具、船用推进器等大型复杂零件的快速制造中进行应用。比如,跟企业进行了工程巨胎翻新模具的快速制造研究,采用逆向技术,获得轮胎花纹的计算机模型,制成小比例轮胎模具,可直接抛光后使用,避免了模具花纹面的机械加工,可为企业节约模具制造成本60%左右;与大连理工大学汽车学院合作,在两周时间内制成了具有内部随形冷却水道的热冲压模具,该模具使用传统机加工方法无法实现。

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